Question

150℃时，向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动，整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4LN₂和H₂的混合气体，在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计)，反应后恢复到原温度．平衡后容器体积变为3.4L，容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5。

（1）反应前混合气体中V(N₂)：V(H₂)=________________，反应达平衡后V(NH₃)=________L，该反应中

N₂转化率为________________；

（2）向平衡后的容器中充入0.2mol的NH₃，一段时间后反应再次达到平衡，恢复到150℃时测得此过程中从外界吸收了6.44kJ的热量；

①充入NH₃时，混合气体的密度将________________，在达到平衡的过程中，混合气体的密度将________________(填“增大”、“减小”或“不变”)；反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将________________5(填“＞”、“＜”或“=”)．

②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡________________；

A．容器不再与外界发生热交换

B．混合气体的平均相对分子质量保持不变

C．当V(N₂)：V(H₂)：V(NH₃)=1：3：2时 

D．当容器的体积不再发生变化时

③写出该反应的热化学方程式：________________。

Answer

（1）1∶3；0.6L； 30%；

（2）①增大，减小，＝

②A、B、D (2分)

③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝-92KJ/mol

【解析】

试题分析：（1）设起始时氮气的体积为x，氢气的体积为4-x，

3H2 +N2 2NH3，体积变化

3 1 2 2

起始 4-x x 0 0

变化 0.9 0.3 0.6 4-3.4=0.6

平衡 4-x-0.9 x-0.3 0.6 0.6

容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5，则相对分子质量为5×2=10，

=10，解得x=1；

反应前混合气体中V(N2)：V(H2)=x：(4-x)=1：(4-1)=1：3；

平衡后氨气体积为：0.6L，氮气的转化率为：×100%=30%；

（2）①再加入0.2m0l氨气由于氨气摩尔质量为17，大于10，故混合气体摩尔质量增大，则混合气体密度增大，反应过程中，平衡逆向移动，向体积增大方向移动，故混合气体密度减小，平衡时由于与原平衡等效，所以混合气体密度和原平衡相等；

②该变的量保持不变，则说明达到平衡状态．反应过程中，热量、混合气体平均相对分子质量、体积在变化，若这些量保持不变，则说明达到平衡状态，故答案为A、B、D；

③从（1）计算可知，氮气的转化率为30%，则氨气分解率为70%，故0.2mol×70%氨气分解吸收6.44kJ热量，则2mol氨气分解吸收热量为：×2mol=92kJ，则生成2mol氨气放出92kJ热量，则氢气和氮气合成氨气的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92KJ/mol。

考点：考查化学平衡的有关计算，热化学方程式的书写等。